列管式石墨换热器失效原因及改进.pdf

《列管式石墨换热器失效原因及改进.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、技术管理列管式石墨换热器失效原因及改进朱小峰刘仍礼钱圆陈燕南通星球石墨设备有限公江苏南通226011摘要：列管式石墨换热器已经广泛应用于氯碱工业、磷酸盐、压型石墨表面不易结垢⑤机械加工性能良好⑥石墨材料密度小，磷肥工业以及氢氟酸等化工行业的生产。本文通过对列管式石制成的设备重量较轻。墨换热器的结构、选材及制造过程的介绍和分析，认为管板及石三、石墨容器制造工艺墨换热管间的配合是影响产品质量的重要因素，并针对性地提出1.不透性石墨元件制造过程了改进措施。为了提高石墨元件的机械性能，石墨制压力容器元件常常进关键词：石墨；列管换热器；改进行三次浸渍

2、和三次固化的工艺过程。列管式石墨换热器已经广泛应用于氯碱工业、磷酸盐、磷肥2.粘接工业以及氢氟酸等化工行业的生产。列管式石墨换热器早在（1)粘接形式：1936年由英国的艾奇逊电极公司成功研制。随着对不透性石墨材质的研究，各国陆续研发各种结构型的换热器，其中列管式换热器最先标准化、系列化、大型化发展。我司常规列管式石墨换热器规格已达到800m2。南通星球石墨设备有限公司是全国最大的石墨设备制造生产基地，于2013年5月23日被授予“国家大型图1粘接形式石墨研发生产基地”的荣誉。（2)石墨管与主体之间的粘接形式：一、列管式石墨换热器的结构列管式

3、石墨换热器，管程通过物料，壳程通过冷、热载体。物料和冷、热载体石墨管壁换热。设备分别由上下石墨封头（可用钢制封头+石墨衬里）、石墨固定管板、石墨浮动管板、石墨换热管、铸铁上下压盖构成。石墨换热管与管板连接后，安装于外壳内。管子与管板采用粘接剂粘接，其中一个是浮动管板，以O形密封圈与壳体密封。由于管子和壳体材料的膨胀系数不同以及两者的温差，随着温度的变化，换热管与壳体的伸长和收缩量不一致时，可以通过换热四、列管式石墨换热器结构的改进管的自由浮动而得到补偿，不致使换热管承受温差应力而破坏。1.列管式石墨换热器设计特点石墨封头借助于金属盖板分别与

4、固定管板与浮头管板相联接、中间衬垫密封，在壳体中设置折流挡板，以增大流速和改变流体的方向，用以提高传热效率。该产品有一下优点：①结构简单、制造方便；②石墨材料利用率高，单位换热面积造价低于其他结构；③流体阻力小。二、列管式石墨换热器的选材壳体部分采用碳钢，石墨封头、管板部分采用不透性石墨，根据介质类型一般可分酚醛树脂浸渍和呋喃树脂浸渍两种，当介质为酸性或弱碱性时采用酚醛树脂浸渍，当介质为碱性时采用呋喃①石墨材料的抗压强度是抗压强度的4倍，是抗弯强度的2树脂浸渍；换热管可分挤压型石墨管、浸渍沥青管和不透性石墨倍多，因此设计时应尽量使石墨制元件

5、处于承压状态或减少承受管（不透性石墨通过数控精加工）三种，其中挤压型石墨管适用温拉应力和弯曲应力；②换热管轴向导热系数比径向导热系数高度范围-20℃-130℃，膨胀系数5.7×10-6×1/℃、浸渍沥青管适用温30%左右，换热器介质热流沿轴向方向，最佳换热方式为逆流换度范围-25℃-170℃，膨胀系数4.14×10-6×1/℃、不透性石墨管适用热；③金属部分的连接件，如螺栓、双头螺栓，不宜直接拧在石墨温度范围-35℃～180℃，膨胀系数2.34×10-6×1/℃。元件上；④材质间热膨胀系数差异较大，应尽量避免粘接结构，减用于制造列管式石墨换

6、热器的石墨材料具有以下优点：①优少因温度变化引起的温度应力；⑤石墨接管伸出长度不宜过长，良的化学稳定性②导热系数高，导热能力仅次于铝、铜，比不锈钢避免运输或使用中碰坏；⑥石墨材质为脆性材料，安全系数相对和碳钢大数倍③线膨胀系数小，石墨设备能够在高温下维持原来碳钢等金属材质高，ASME规定安全系数6～7，而GB/T21432-的状态和机械强度④石墨和大多数介质之间的“亲和力”小，所以(下转第86页)842014年11月技术管理下表符合朗伯-比尔定律。表4不同元素对吸光度的影响四、加料回收与样品统计1.加料回收加入离--VZrMnCrNiCoC

7、uSiFe子--称取0.1000g试样若干份于铂皿中，分别加入100、200、300μg钛标准溶液，按照试验方法，进行比色测定，测得回收率如含量μg/---100100100100100100100100100下mL-表6加料回收率吸光度0.130.120.110.110.110.110.120.110.110.11加入量（μg）回收量(μg)回收率（%）（A）60498615781009292.0由表4可以看出，溶液中含有100μg的钒就会干扰测定，可以20019798.5采取做参比液的方法消除干扰，其余离子在50mL体积内，100μg3

8、00291.997.3以下不干扰测定。三、工作曲线的绘制由表6可以看出，加料回收率在92.0%至98.5%之间。2.数据统计分别取0μg、200μg、400μg、600μg、80